Вначале напомним рекорды, перечисленные в "Книге рекордов Гиннесса - 1998":- с глубины 167 м без технических средств поднялся на поверхность из поврежденной подводной лодки Ричард Слейтер (28.09.1970г., США);
- с глубины 183 м в водолазных костюмах со спасательными жилетами выбрались во время учений Норман Кук и Хэмиш Джонс (22.07.1987г., Норвегия);
- на глубину 130 м нырнул с задержкой дыхания Франсиско Феррерас (10.03.1996г., Куба).
Безусловно, на человека на большой глубине действуют факторов, препятствующие нормальной жизнедеятельности:
- высокое давление - обычный нетренированный человек выдерживает давление водяного столба высотой до 20 метров; на больших глубинах наступает чрезмерное сжатие грудной клетки, приводящее к нарушению кровообращения; для защиты применяют эластичные костюмы или жесткие скафандры;
- низкая температура - нормальный человек способен выдерживать температуру воды не ниже +15 0С; в случае понижения температуры наступают переохлаждение организма и мышечные судороги;
- нарушение дыхания - под водой у человека наступает одновременная гипоксия (недостаток кислорода) и гиперкапния (избыток углекислого газа), приводящие к быстрой смерти от удушья; хорошо тренированные пловцы способны задерживать дыхание на 2-3 минуты.
Однако, видно, что людям удавалось выныривать с глубины 100 м без дополнительного оборудования.
Обычно при всплывании с большой глубины, в акваланге или без него, возникает так называемая кессонная болезнь. Вдыхаемый нами воздух растворяется в крови и вместе с нею попадает в ткани. Чем выше давление, тем больше воздуха растворяется в крови. Воздух состоит в основном из кислорода и азота, причем кислород расходуется в тканях. Азот же остается неиспользованным, поэтому, когда водолаз дышит сжатым воздухом, у него в организме быстро накапливается больше азота, чем может обычно разойтись по крови и тканям. Пока давление поддерживается на высоком уровне, водолаз не чувствует боли. В этом отношении водолаза можно сравнить с бутылкой, наполненной лимонадом. Шипучая жидкость образуется путем закачивания газа в бутылку под давлением. Пока давление высокое, газ в лимонаде находится в растворенном состоянии. Если же давление ослабить, откупорив бутылку, газ устремится наружу. То же происходит с водолазом, если давление воды вдруг прекращается: находящийся в крови избыточный азот рвется наружу. Выделение газа в мелких кровеносных сосудах приводит к их закупорке и блокированию эффективного кровообращения, выделение газа в клетках - к их разрушению. Для предотвращения кессонной болезни подниматься с большой глубины следует медленно, так чтобы растворенный воздух постепенно выделялся и уходил через легкие.
В результате кессонной болезни возникают следующие симптомы:
- Заболевания легкой степени характеризуются местными нарушениями малой интенсивности, легко поддающимися соответствующему лечению. Основной симптом -- боли различного вида, главным образом в суставах, костях и мышцах, причем чаще всего пораженным оказывается коленный сустав, реже -- плечевой и локтевой, еще реже -голеностопный, лучезапястный, тазобедренный. Костно-суставные и мышечные боли могут быть ноющего, тянущего, рвущего, сверлящего характера, как правило, невысокой интенсивности. Нередко единственным проявлением кессонной болезни легкой степени является кожный зуд.
- Заболевания средней тяжести клинически проявляются четкими и интенсивными местными нарушениями, достаточно выраженными сдвигами в общем состоянии пострадавшего. Жалобы больных на боли различного характера, общую слабость, головокружение, одышку. Боли -- суставные, костные и мышечные -- значительны по силе, малейшие движения в суставах болезненны. Отмечаются периодические судороги отдельных мышечных групп. Мраморность кожи сменяется цианотичностью. Зуд становится более распространенным и болезненным. Появляются отчетливые признаки нарушения деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
- При заболеваниях тяжелой степени отмечаются существенные патологические сдвиги в функции сердечно-сосудистой, дыхательной и центральной нервной систем.
Перенесенные заболевания средней и тяжелой степеней могут повлечь за собой инфаркты миокарда и легкого, кардиосклероз, пневмонии, абсцессы и ателектазы легких, плевриты. При поражении центральной нервной системы параличи и расстройства чувствительности ведут к атрофии мышц, нарушению трофики тканей, образованию пролежней.
Проблема возникает в тех случаях, когда приходится вдыхать воздух в условиях повышенного давления, то есть, при работе водолазов, при необходимости всплыть из подводной лодки. У ныряльщиков при кратковременном пребывании под водой не возникает кессонной болезни, хотя, как известно, рекордное погружение без аппаратов достигает 100 м и более. Вероятно, основная причина в том, что ныряльщик под водой не дышит, поэтому насыщенность тканей, и в том числе крови, газами остается той, которая соответствует атмосферному давлению, и избыточного насыщения азотом нет. Вероятно, по той же причине не страдают кессонной болезнью и киты (кашалоты), которые способны нырять на глубину до 1200 м, выдерживая при этом давление в 121 атм.
Подчеркнем, что если человек выныривает без акваланга, а перед этим он находился в подводной лодке, где либо поддерживалось нормальное давление, либо подавалась безазотная газовая смесь, то никакого излишка азота в крови у него быть не может, и поэтому кессонная болезнь ему не грозит.
Для глубоководных водолазов разработаны специальные способы безопасного всплытия и декомпрессии. К счастью для водолазов, кровь гуще воды, поэтому образование пузырьков в ней затруднено, если давление не понижается слишком резко. Если давление уменьшается постепенно, кровь и ткани могут избавиться от избыточного азота и пузырьки образовываться не будут. Кессонной болезни, следовательно, можно избежать, если водолаз будет подниматься медленно. Указанный способ применялся восемьдесят лет назад. Позже способ подъема усовершенствовали. Оказалось, что ступенчатый подъем, с задержками на определенных глубинах для декомпрессии, быстрее и безопаснее для водолазов, чем медленный и равномерный. Это открытие было с успехом проверено испытаниями, проведенными в 1906 г., в результате предел глубины безопасного спуска был увеличен до 204 футов. Была составлена таблица режима декомпрессии, точно указывающая продолжительность остановок водолаза на каждой ступени подъема в зависимости от глубины спуска и времени пребывания на этой глубине. Если водолаз опускался на тридцать три фута, то никакой декомпрессии не требовалось. Получасовое пребывание на глубине 66 футов требовало одной остановки на пять минут для декомпрессии; часовое пребывание на той же глубине - двух остановок общей продолжительностью тридцать минут; в то же время всего лишь семиминутное пребывание водолаза на глубине 204 футов требовало двадцати минут на подъем с пятью остановками, а двенадцатиминутное пребывание на той же глубине - тридцати двух минут с шестью остановками. Пребывание на глубине 204 футов дольше двенадцати минут требовало гораздо более продолжительной декомпрессии, но и при этом не считалось вполне безопасным.
Новые возможности появились после изобретения "подводной камеры Дэвиса". Камера подвешивается к лебедке или крану, находящемуся на борту водолазного судна, и имеет в дне люк, через который водолаз может проникнуть внутрь на первой же стадии декомпрессии. Пока камеру тянут вверх, находящийся в ней водолаз может продолжать декомпрессию, уже будучи изолирован от воды. Давление внутри камеры может постепенно уменьшаться в соответствии с таблицей. Оказалось также, что продолжительность декомпрессии может быть сокращена, если в камеру вместо воздуха подавать кислород. В соответствии с этим была разработана новая таблица. Теперь водолазу после двенадцатиминутного пребывания на глубине 204 футов требовалась для декомпрессии уже двадцать одна минута, причем в течение семнадцати минут он находился в сухой камере. Кроме того, предел глубины безопасного погружения был увеличен до 300 футов. Новые камеры и таблица были проверены вторым Комитетом по глубоководным спускам военно-морского министерства, созданным в 1930 г. Были осуществлены спуски на глубину 320 футов. Но на этой глубине были обнаружены две невидимые опасности: азотная и кислородная. Прежде азот не считался опасным, поскольку можно было избежать образования газовых пузырьков, не допуская чрезмерно быстрой декомпрессии. Теперь же выяснилось, что на глубине примерно 240 футов (а для некоторых водолазов и меньше) сжатый азот действует на мозг водолаза, как наркотическое средство. Степень его воздействия варьируется в зависимости от организма водолаза, но обычно азот затуманивает сознание человека, делает его легкомысленным и слишком веселым. Многие водолазы утверждают, что азот действует на них опьяняюще, поэтому и труд их становится менее производительным. Кроме того (и это самое главное), под действием азота водолаз становится опасным для самого себя. Легкое, безответственное, безрассудное отношение к делу - не та норма поведения, которая должна была присуща глубоководному водолазу.
Второй невидимый враг - кислородное отравление. Вдыхание чистого кислорода на глубине более 33 футов опасно. Если же вдыхать кислород в смеси с обычным воздухом, то его отравляющее действие сказывается на глубине около 400 футов. Фактически опасность проявляется уже на глубине 300 футов. Таким образом, стало ясно, что при пользовании сжатым воздухом предел безопасного погружения уже достигнут, и что для спуска на большие глубины требовалась какая-то новая газовая смесь. В нее должен входить кислород, необходимый для поддержания жизни; при этом во избежание отравления кислорода в смеси должно быть относительно меньше, чем в атмосферном воздухе. Что касается азота, то он не нужен и не пригоден для такой смеси. Задача заключалась в том, чтобы найти газ, наиболее пригодный для смешивания с кислородом. Была испытана водородно-кислородная смесь, оказавшаяся идеальной для дыхания, но она, к сожалению, способна взрываться. Гелий обладает важными преимуществами перед всеми другими испытывавшимися газами. Он лишен опасных опьяняющих свойств, присущих азоту в условиях большого давления, и взрывчатых свойств, присущих водороду Кислородно-гелиевая смесь может без риска подаваться с поверхности на дно, и является идеальной для дыхания на большой глубине. Установлено, что хотя гелий под давлением (в отличие от азота) и не опьяняет водолаза и не толкает его на легкомысленные поступки, но он тоже может вызвать кессонную болезнь, если не производить ступенчатую декомпрессию. Известно, что гелий поглощается и выделяется быстрее азота, поэтому первая остановка должна быть сделана на большей глубине, нежели при дыхании азотом. Военно-морским флотом США была составлена специальная декомпрессионная таблица, рассчитанная на кислородно-гелиевую смесь. Эта таблица увеличивает предел безопасного спуска до глубины, намного превышающей 300 футов. Опасности кислородного отравления можно избежать, если соотношение компонентов смеси привести в соответствие с глубиной погружения.
Хотя всплыть из подводной лодки, лежащей на глубине 100 м, можно, это сопряжено с тяжелыми последствиями для организма.
Известен случай, когда человеку удалось выжить после подъема с глубины 500 м. Шестого октября 1969 года у Гавайских островов затонула советская атомная подводная лодка К-191. Лодка легла на грунт на глубине 500 метров. На подлодке было пять водолазных костюмов - для наружных аварийных работ. Был брошен жребий. Пять моряков получили шанс выжить. Однако от такого перепада давления не спасает даже самый совершенный гидрокостюм. В калифорнийском госпитале делали все возможное, чтобы спасти советских подводников. В течение шести месяцев, не справившись с кессонной болезнью, скончались двое из уцелевших подводников. Троим оставшимся предстояла еще долгая, изнурительная борьба за жизнь. Впереди было семь лет госпиталей, тяжкого лечения, полного переливания крови каждые три-четыре месяца. Пережить это, вернуться к нормальной жизни удалось одному. Еще двое скончались спустя шесть лет.
Источники:
- "Почему нерпа не страдает кессонной болезнью" http://www.icc.ru/gal/b24.htm.
- http://submarine.id.ru/history/b16.shtml.
- Н.В.Рухляда и др. "Комбинированные поражения на Военно-Морском Флоте" http://lib.ru/TXT/wmf.txt.
- Патрик Прингл "История болезни" http://www.divers.ru/history/history2/history2.htm.
- Большая медицинская энциклопедия // М.: "Советская энциклопедия", 1983. Т. 20. с. 45.
